淺析幼兒園STEM教育的理念與實(shí)踐

楊燕

近年來，我國許多幼兒園開展了STEM教育的探索，一些教師在實(shí)踐過程中也產(chǎn)生了不少問題和困惑。比如，STEM教育和科學(xué)教育的區(qū)別是什么？STEM教育就是科技小制作或機(jī)器人編程嗎？基于幼兒園的現(xiàn)有條件怎樣開展STEM教育？筆者認(rèn)為，要解決這些實(shí)踐中的問題和困惑，需要我們追根溯源，從STEM教育的概念與核心理念出發(fā)進(jìn)行思考和辨析。

一、STEM教育和科學(xué)教育的區(qū)別是什么？

目前，STEM教育并沒有一個(gè)公認(rèn)的定義。最初人們只是把STEM看作科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)這四個(gè)學(xué)科的縮略詞，甚至有人直接把STEM教育等同于科學(xué)教育。美國科學(xué)教育的權(quán)威專家Johnson認(rèn)為，STEM教育是以現(xiàn)實(shí)問題解決為導(dǎo)向，通過工程與相關(guān)技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)、科學(xué)等學(xué)科知識(shí)與技能學(xué)習(xí)的有意義整合。可以說，STEM教育是以“工程”為框架的“黏合劑”，將科學(xué)、數(shù)學(xué)以及其他學(xué)科整合起來[1]。有研究者概括了STEM教育的四個(gè)特點(diǎn)，即綜合性、合作性、趣味性和情境性[2]。

由此可見，STEM教育與我國《3-6歲兒童學(xué)習(xí)與發(fā)展指南》（以下簡稱《指南》）所說的科學(xué)教育相比，既有共同點(diǎn)，也有不同點(diǎn)：兩者都強(qiáng)調(diào)與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系、強(qiáng)調(diào)有意義的整合、重視活動(dòng)設(shè)計(jì)的情境性和趣味性，但STEM教育的內(nèi)容還包含工程和技術(shù)，而且是以工程為框架來整合科學(xué)、數(shù)學(xué)等學(xué)科，這方面是我們當(dāng)前的科學(xué)教育較少涉及的，也是幼兒園STEM教育需要著力探索的方向。

二、STEM教育與科技小制作、機(jī)器人編程是何關(guān)系？

在實(shí)踐中，對(duì)STEM教育的理解存在兩種誤區(qū)：一種是“貶低”，把STEM教育等同于科技小制作;另一種則是“抬高”，認(rèn)為只有使用機(jī)器人編程等“高精尖”技術(shù)和設(shè)備的活動(dòng)才算是STEM教育活動(dòng)。筆者認(rèn)為，這兩種看法都是對(duì)STEM教育中“工程”和“技術(shù)”的理解不準(zhǔn)確所致。

工程、技術(shù)是STEM教育的重要組成部分。其中，技術(shù)是有關(guān)“做什么”“怎樣做”的方法和技巧（例如螺絲釘?shù)挠梅ā⑹謾C(jī)拍照的方法、運(yùn)用語音搜索在線查找資料的技巧），以及相應(yīng)的工具和產(chǎn)品（例如螺絲刀、手機(jī)、平板電腦）;工程則是運(yùn)用技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)、解決問題、制作產(chǎn)品的過程（例如用廢紙箱制作收納柜，為班上的小兔子搭一個(gè)窩）。

從以上的定義不難看出，雖然機(jī)器人編程屬于STEM教育活動(dòng)，但STEM教育活動(dòng)并不一定需要復(fù)雜的技術(shù)、昂貴的設(shè)備，依靠幼兒日常生活中的各種常見工具和材料同樣可以開展STEM教育活動(dòng)。另外，我們過去的大部分科技小制作都算不上STEM教育活動(dòng)，因?yàn)橛變涸谶@些活動(dòng)中是按照給定的方法和步驟完成制作，缺少主動(dòng)的思考和設(shè)計(jì)，而STEM教育活動(dòng)則需要幼兒“想”在“做”前，自主設(shè)計(jì)問題解決方案并付諸實(shí)施。

三、基于幼兒園現(xiàn)有條件怎樣開展STEM教育？

幼兒園開展STEM教育時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)以下兩種現(xiàn)象：一種是“泛化”，把傳統(tǒng)的科學(xué)活動(dòng)、數(shù)學(xué)活動(dòng)都冠以“STEM教育活動(dòng)”的名義，新瓶裝舊酒;一種是“散裝”，以主題的形式將多個(gè)活動(dòng)拼湊在一起，看似科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程、技術(shù)俱全，實(shí)則缺乏有意義的聯(lián)系。

由于STEM教育在幼兒園教育實(shí)踐中仍屬新鮮事物，上述現(xiàn)象即便在國外的幼兒園中也并不少見。筆者認(rèn)為，幼兒園有效開展STEM教育活動(dòng)需注意以下幾點(diǎn)。

1.從幼兒的生活和游戲中，尋找STEM教育活動(dòng)的契機(jī)

STEM教育活動(dòng)以解決現(xiàn)實(shí)問題為導(dǎo)向、以“工程”為框架，而工程往往體現(xiàn)為制作產(chǎn)品，所以我們應(yīng)該留心觀察：在幼兒的生活和游戲中，有沒有需要通過“制作”來解決的問題。有了這個(gè)意識(shí)，我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)，STEM教育活動(dòng)的契機(jī)可以說無處不在：科學(xué)區(qū)，幼兒玩自制陀螺時(shí)，可鼓勵(lì)他們做一做、比一比，看誰的陀螺個(gè)頭大、轉(zhuǎn)得久;建構(gòu)區(qū)，幼兒搭建樓房時(shí)，可以提出挑戰(zhàn)，看誰能用最少的積木搭出牢固的高樓;美術(shù)區(qū)，當(dāng)畫春天的幼兒把綠顏料用完時(shí)，可提醒他們“試一試，用其他顏料能不能配出你們需要的那種綠色”;戶外游戲區(qū)，當(dāng)幼兒抱怨小三輪車停得到處都是、影響游戲時(shí)，可引導(dǎo)他們討論解決方案（如規(guī)劃停車場(chǎng)）……

2.STEM教育活動(dòng)中的學(xué)科整合不必刻意求全

STEM教育活動(dòng)是對(duì)相關(guān)學(xué)科知識(shí)與技能的有意義的整合，所以不必追求每個(gè)STEM教育活動(dòng)都涉及科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四個(gè)學(xué)科，而應(yīng)該是“按需整合”：幼兒在解決問題的過程中用到哪些學(xué)科的知識(shí)與技能，就自然而然地實(shí)現(xiàn)了這些學(xué)科的整合。例如，幼兒在解決前述“調(diào)配綠色”的問題時(shí)，需要知道“黃色和藍(lán)色混合會(huì)變成綠色”這一知識(shí)（科學(xué)），掌握將兩種顏色混合均勻的方法（技術(shù)），嘗試不同的配比（數(shù)學(xué)），最終配出自己所需要的綠色（工程、藝術(shù)）。再如，幼兒在制作陀螺時(shí)，可能會(huì)探索不同材料（如紙板、雪花片等）的特性（科學(xué)），嘗試將各組件連接牢固的方法（技術(shù)），最終做出個(gè)頭大、轉(zhuǎn)得起來的陀螺（工程），但如果陀螺做好以后一起轉(zhuǎn)、比一比哪個(gè)轉(zhuǎn)得久，則并不需要用到數(shù)學(xué)。

由此可見，不同的STEM教育活動(dòng)，涉及的學(xué)科、每個(gè)學(xué)科所占的比重、幼兒能獲得的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)都有可能各不相同，但只要是“按需整合”，它們都有可能是高質(zhì)量的STEM教育活動(dòng)。

3.引導(dǎo)幼兒設(shè)計(jì)和改進(jìn)解決方案

工程是STEM教育活動(dòng)中各學(xué)科的“黏合劑”，而工程問題的解決是一個(gè)設(shè)計(jì)、制作和不斷改進(jìn)的過程。因此，STEM教育活動(dòng)在明確了要解決的“工程問題”后，并不是直接動(dòng)手嘗試，而是根據(jù)現(xiàn)有條件設(shè)計(jì)解決方案。

工程問題的解決方案有幾個(gè)突出特點(diǎn)：解決方案往往不止一個(gè);解決方案的可行性受到現(xiàn)實(shí)條件的制約（如可用的資源、工期、預(yù)算等）;解決方案付諸實(shí)施后，還可以不斷改進(jìn)，努力做出最優(yōu)方案。在STEM教育活動(dòng)中，有意識(shí)地引導(dǎo)幼兒體驗(yàn)設(shè)計(jì)解決方案并不斷改進(jìn)的過程，能幫助幼兒體驗(yàn)工程不同于科學(xué)的獨(dú)特之處，初步形成“工程思維”。

當(dāng)然，幼兒的年齡較小，他們的目的性和計(jì)劃性不強(qiáng)，設(shè)計(jì)能力也有限，STEM教育活動(dòng)中的方案設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)根據(jù)幼兒年齡特點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整[3]。《指南》指出：“5～6歲幼兒在成人的幫助下能制訂簡單的計(jì)劃并執(zhí)行，也能與他人合作與交流。”所以，我們可以引導(dǎo)大班幼兒分組思考和討論：要解決這個(gè)問題，我們可以用什么方法，會(huì)用到哪些材料。在思考和討論的基礎(chǔ)上，請(qǐng)各組設(shè)計(jì)解決方案并畫出來。小中班幼兒還難以理解“設(shè)計(jì)”和“想象”的區(qū)別，也相對(duì)缺乏執(zhí)行計(jì)劃的意識(shí)。所以，中小班STEM教育活動(dòng)的方案設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，鼓勵(lì)幼兒大膽表達(dá)自己的想法、說一說自己準(zhǔn)備怎么做即可，重在引導(dǎo)幼兒養(yǎng)成“做之前先想一想”的習(xí)慣，為大班初步發(fā)展設(shè)計(jì)能力奠定基礎(chǔ)。

還需要注意的是，工程問題的解決過程往往不是一次搞定，而是要迭代優(yōu)化。因此，幼兒在完成制作后，我們還需要引導(dǎo)幼兒對(duì)照一開始的“工程問題”評(píng)價(jià)自己的作品，思考還有哪些可以改進(jìn)的地方，鼓勵(lì)他們繼續(xù)嘗試、做得更好。例如，幼兒做好陀螺、進(jìn)行比賽后，可以鼓勵(lì)他們思考和探索：怎么能讓陀螺做得更大、轉(zhuǎn)得更久？對(duì)年齡大的幼兒，還可以引導(dǎo)他們相互學(xué)習(xí)、借鑒，共同分析問題、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。有時(shí)，幼兒在按照方案進(jìn)行制作時(shí)，還會(huì)不斷遇到新的問題，教師可抓住時(shí)機(jī)引導(dǎo)幼兒思考和解決新的問題，相應(yīng)地調(diào)整自己的設(shè)計(jì)。

4.教師要調(diào)整心態(tài)，與幼兒共同探索

教師在開展幼兒STEM教育活動(dòng)的過程中，常有兩種誤區(qū)：一種是“越位”，過于積極地代替幼兒解決問題;一種是“缺位”，擔(dān)心自己知識(shí)儲(chǔ)備不足、教錯(cuò)幼兒，因而束手束腳、不敢介入。筆者認(rèn)為，這兩種做法都源自教師的角色定位不當(dāng)。在STEM教育活動(dòng)中，教師的作用不是“傳授者”，不需要全知全能，教師要做“支持者”“引導(dǎo)者”，在創(chuàng)設(shè)適宜的情境、提供必要的材料后，以更有經(jīng)驗(yàn)的“大兒童”身份參與活動(dòng)，與幼兒共同探索未知、收獲成長。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 杜文彬，劉登琿. 美國整合式STEM 教育的發(fā)展歷程與實(shí)施策略：與Carla Johnson 教授的對(duì)話[J]. 全球教育展望，2019，48（10）：3-12.

[2] 李喜元， 劉華. STEM教育與幼兒園科學(xué)教育結(jié)合的探析[J]. 早期教育（教育科研）， 2018，5：18-21.

[3] 陳曉娟. 幼兒園STEM 教育活動(dòng)中的困惑與解答[J].早期教育（教育教學(xué)），2019，10：16-18.